机械设计基础关于教材的讲解(幻灯片)要点

1、第三章凸轮机构 3.1概述 3.2从动件的运动规律 3.3图解法设计凸轮轮廓 3.4凸轮机构基本参数的确定 岛副机构点、线接触 凸轮：具有曲线轮瞬或凹槽的构件 一、组成：凸轮、从动件（推杆）、机架。 二、类型 1）按凸轮的形状分 盘状凸轮（平面凸轮）转动、移动 圆柱凸轮（空间凸轮） 2）按从动件的形状分：尖顶磨损大（用于力不大，速度高 ,仪表中等） 滾子一磨损小（用于传递动力较大的场合，常用） 平底一受力较平稳，易存油，润滑好（用于高速） 3）按从动件的运动型式分：直动推杆：对尤、偏置、摄动推枉 将不同类型的凸轮和从动件组合起来，可得到各种不同型式的凸 轮机构. 3概述 三. 特点： 优点：1

2、）从动件可实现任意的运动规律； 2）构件少（凸轮、从动件、机架），机构简单紧凑; 3）便于设计。 缺点：1）点接触,易磨损；（用在幼力不大的场合） 2）凸轮加工复杂（靠模）, 3.2从动件的运动规律 基圆半径5：凸轮的最小向径； 最低位置：尖底从动件在接触（基圈与轮廉曲线儿叫的交点）； 位移图示位置与最低位置比较.从动件移动距离； 压力角a ：从动件运动方向与正压力（不考废f）方向之间的夹角； 凸轮转角6 : -般设从动件在最低位賈时凸轮转角为牢（起始位K）: 反转法：凸轮不动，从动件反转；偏心时：从动件导路线与凸轮转心距离 始终不变，相切于偏心圆.偏心凸轮转角6 :偏心圆两切点间圆心角. 推

3、程：当凸轮以角速度3逆时针转动，向径渐増的轮WBoB,与尖底接傩时 从动件以一定运动规律被凸轮推向远方，这一行程称推程. 从动件升程（行程：h=B0B；s 推程运动角产Z0OK。二尸 远休止段：凸轮轮廓等向径.推杆在最远位置停留；远休止角： 5 s=ZK,OK产ZB4B产 回程：推初以一定窥律.返同到最低位置； 回程运动角r dr=: ZK,OK, = ZB.OB 近休止段：尖底与基HB.Bo段接触.稚杆在近位置停留；近休止角：6； =ZK,OKt）=ZB1OBo 3.2从动件的运动规律 从动件的运动规律. 是指推杆在推程或回 程时，其位移速 度V、加速度0随时间 的变化规律.因为凸 轮一般为

4、等連转动， 所以推杆的运动规律 又可表示为上述运动 肆数随凸轮转角6变 化的规律.即 s = ft） =r（6） v of（8） A=o*cof7） 3.2从动件的运动规律 二.从动件常用运动规律 推程、冋程：位移S、速度一加速度3变化规律 k等速运动规律（一次女项式运动规律） 方程式：S % h V = V（I=“o a = 0v 开始、终止两点：刚件冲击（v突变，a-H） m 任运动的开始和终止处，速度仆窠变.加速度 理论上为无穷大因此产生理论上为无穷大的0 惯件力.使机构产生强烈的冲击刚件冲击a （v突变，aao）J 优点：设计W.制造简单： 缺点：肓刚性冲击： 用于低速轻裁。 1 ;

5、6 5 B 3.3图解法设计凸轮轮廓 3.2从动件的运动规律 反转法原理：图示为一对心尖底推杆从 动件盘形凸轮机构。现设想给整个机构加一 个公共的角速度C3使其绕轴心0转动. 显然这时凸轮与推杆之间的相对运动并未改 变.但此时凸轮将铮止不动.而推杆则一方 面随其导路以角速度（3）绕轴心0作反转 运动，一方面又在其导路内按預期的运动规 律往复穆动.显然推杆在这种复合运动中， 其尖底的运动轨迹即为凸轮的轮廉曲线.这 种使原回转的凸轮固定不动.而使原固定不 动的导路和从动件绕凸轮轴心沿（3）方向 反转，同时从动件按預期的运动规律对导賂 作相对运动的方法称反转法 若为滚子推杆凸轮机构.则推杆在这种复

6、合运动中.滚子的轨迹将形成一个圆族.而 凸轮的轮剧曲线即为与此圆族相切的曲线. 即此圆族的包络线。 3.3图解法设计凸轮轮廓 一、对心直动尖顶从动件盘形凸轮 已知：、3逆时针、从动件运动规律， 步骤：I）选定此，画出基圆和最低位置：从最低位詈沿七方向量取4个运动塚 2）将位移曲线的推程运动角和回程运动角分成若干等份（4份： 3）在基圆上也将推程运动角和回程运动角分成相应的等份； 4）自基圆开始向外截取对应凸轮转角时的位置，得Bl、B2.B9： 5）将Bl. B2.B9连成光滑曲线。 二、偏置直动尖顶从动件盘形凸轮 已知：r0.偏距3逆时针运动规律，绘制出位移曲线，然后用反转法 绘制凸轮轮廉.

7、步鼻： 1注定机构图比例尺画出基圆和推杆的最低位置； 2）将位移曲线的推程运动角和回程运动角分成若干份（4等分）： 3）在基鬪上从0B。开始按（-W）方向取推程运动角180 远休止角3（T . 回程运动角9（r ,- 3.3图解法设计凸轮轮廓 三、亶动滾子从动件盘形凸轮（已知怜） 滾子中心的运动规律是从动件的运动规律，与尖顶从动件尖顶的运动规律相同. y 理论瞬线:滚子中心B 在复合运动中的轨迹 实际廓线：与滚子直接 接触的凸轮廊线。 *凸轮的基圆半径系指 理论廓线的基圆半径。 四. 摆动从动件盘形凸轮机构 已知:r0.机架长、抿杆长、运动规律方法与上述方法相似。 在反转运动中.摆动推杆的回转

8、中心A将沿着以凸轮的轴心0为圆心以0A为 半径的圆作圆周运动. 步骤： 1）在玉圆上从0A伊始按（4方向取推程运动角1旳 远休止角30 回 程运动角90 ,近休止角60 并将推程与回程运动角分成与角位移线 图相同的等分（在基開上分等分）.得到摆杆紬心A在反转运动中依次占据 的位RAp.A 2）以点Al （i=L .9）为冏心，以摆杆长AB为半径作圆弧.与基圆交于点 CK C2. . C9. 3）再分别从AICk A2C2八A9C9ft取摆动推杆的角位移利、?2、 得A1B1、A2B2. . A9B9. 4）点Bl. B2刖即摆动推杆尖底在复合运动所占据的位置.将其连成 光滑曲线即为凸轮的（理论

9、）轮翻曲线。 若是滾子接触形式，則BI （1=1, .9）为滚子中心在复合运动中的位置，所 连曲线是理论轮鹏曲线. (0. 10 5) r0 rr W 0 8p lain 3.4凸轮机构基本参数的确定 基恻半径必、滚子半径片等尺寸的确定.要考废： 1）机构的受力情况是否良好；2）动作是否灵活：3）尺寸是否紧凑等. 滚子半径5 rr =0 尖点 1 5mm 蠱公式： 清除尖点.芟叉现象的方法： 二、压力角a a a 许用压力角移动.推程a =30- 摆动.推程a 1=4050 3.4凸轮机构基本参数的确定 三、基圆半径e rOi1.8r +（4-10）mmr凸轮轴半径 若凸轮与轴作成一体时，r0r+（4*-10）mm 工程上用诺模图（最大压力角anwx与凸轮基圆半径关系）确定rtk 凸轮基圆半径除受压力角影响外.还有下列几个因素：（结钩、强度） rt）凸轮轴径r轴： 经验公式：rt）= （1.62.0） r轴： 初选 对于滚子从动件盘形凸轮，为防止实际轮廓产生尖点或交叉，至少应使理论 轮廓上的最小曲率半径pmin大干